\chapter{课外实验活动}


\section{测量尼龙丝的抗断拉力}
在商店里买来了尼龙丝，但不知道它的抗断拉力．如果你手边只有一个质量为1千克的重物和一只量角器，你能测出尼龙丝的抗断拉力吗？

如图~\ref{fig_A_10-22} 所示，把1千克的重物挂在一段尼龙丝的中点．根据力的平行四边形法则，你可以找出$F$和$G$的关系式．

\begin{figure}[htbp]
	\centering
	\includegraphics{fig/A/10-22.pdf}
	\caption{}\label{fig_A_10-22}
\end{figure}


用手拉着尼龙丝的另一端，并沿着箭头$a$所示的方向拉尼龙丝．
当逐渐拉紧尼龙丝时，$\alpha$角增大，力$F$也随着增大．用量角器量出尼龙丝刚刚被扯断时的$\alpha$角，就可以知道尼龙丝的抗断拉力．



\section{滴水法测重力加速度}

利用水滴下落可以测出重力加速度．
调节水龙头，让水一滴一滴地流出．
在水龙头正下方放一个盘子，使水滴落到盘子上．
要把盘子垫起来，以便能清晰地听到水滴碰到盘子
的响声．

细心地调整阀门，使第一个水滴碰到盘子的瞬间，第二个水滴正好从阀门处开始下落．你一边听水滴碰盘子的响声，一边注视着阀门处的水滴，就很容易做到这一点．这样调整好之后，水滴从阀门落到盘子经过的时间，就正好等于相继滴下的两个水滴之间的时间间隔．

数出在半分钟或一分钟内滴下的水滴的数目，或者测出下落$50 \sim 100$个水滴经过的时间，就可以算出水滴下落的时间$t$．用米尺量出水滴下落的距离$h$．将$t$、$h$值代入公式$h=gt^2/2$中，就可以计算出重力加速度$g$．

\section{用秒表测量玩具手枪子弹射出的速度}
根据你学过的竖直上抛运动的知识，用一只秒表就可以简便地测出玩具手枪子弹射出的速度．

让子弹从枪口竖直向上射出，用秒表测出子弹从射出枪口到落回原地经过的时间$t$．设子弹射出的速度为$v_0$，子弹从射出到落回原地所用的时间
\[t=\frac{2v_0}{g}\]
由此可以求出子弹射出的速度
\[v_0=\frac{gt}{2}\]

用这种方法测出玩具手枪子弹射出的速度．

\section{用尺测量玩具手枪子弹射出的速度}
根据你学过的平抛运动的知识，用尺可以简便地测出玩具手枪子弹射出的速度．

让子弹从高度为$h$的地方水平射出，用卷尺量出子弹落地处到射出处的水平距离$\ell$和高度$h$．如果子弹的射出速度$v_0$，那么，
\[\begin{split}
    h&=\frac{1}{2}gt^2\\
    \ell&=v_0t
\end{split}\]
由此可以求出子弹射出的速度
\[v_0=\ell \sqrt{\frac{g}{2h}}\]

用这种方法测出玩具手枪子弹射出的速度．

\section{估测自行车受到的阻力}

骑自行车时，如果停止用力蹬脚踏板，由于受到阻力，自行车在水平路面上前进一段路程就停下来．设计一个实验，测量自行车在这段路程里所受的平均阻力．在这个实验里，你要测量些什么？实际测量一下，你自己或你的同学骑自行车停下来时，在这段路程里受到的平均阻力是多少？

\section{验证向心力公式}
用下面的方法可以验证向心力公式．如图~\ref{fig_A_10-23} 那样，把尼龙绳穿过圆珠笔杆，在绳的两端分别拴上大小不同的两个石块．手握笔杆，抡动小石块，使它做匀速圆周运动，并且使大石块的位置保持基本上不动．这时使小石块做匀速圆周运动的向心力就等于大石块的重量（想一想，为什么）．把小石块转动的半径$r$改变三次，测出每次的$r$和每次小石块转动20圈所用的时间$t$．算出小石块各次转动的角速度$\omega$，再测出大石块的质量$M$和小石块的质量$m$．利用以上测得的数据算出每次小石块做匀速圆周运动所需的向心力$mr\omega^2$，看看是否都等于大石块的重量$Mg$．
\begin{figure}[htbp]
    \centering
    \includegraphics{fig/A/10-23.pdf}
    \caption{}\label{fig_A_10-23}
\end{figure}

要注意，一定要把石块拴牢靠，以免实验时石块飞出，发生意外．

\section{制作杆秤}
学习了物体平衡的知识，你可以自己制作一把杆秤．

取一根$30 \sim 50$厘米长的细木棍作秤杆，一个质量1千克左右的物体作秤锤．照图~\ref{fig_A_6-26} 那样先确定秤钩和提纽的位置．然后在秤钩不挂物体的情况下，把秤锤挂在秤杆上，提起提纽，使秤杆平衡，这时秤锤的位置就是秤的零刻度$A$点（这点也叫定盘星）．再把质量为1千克的物体挂在秤钩上，调整秤锤的位置，使秤杆平衡，这时秤锤的位置就是秤的1千克刻度点．再在秤钩上挂质量为2千克、3千克的物体，使秤杆平衡，找出2千克、3千克刻度的位置．你将发现这几个刻度间的距离是均匀的（为什么，请同学们自己证明）．根据这个规律，你可以在秤杆上找出4千克、5千克等刻度的位置．
把每千克刻度间的距离等分成10份，每份间的距离就代表0.1千克．
这样你的杆秤就做成了．

把你制作的杆秤跟商店里用的秤核对一下，看看你的杆秤用起来准不准？

如果要增大杆秤的称量范围，想一想应该怎么办？

\section{研究小球滚下的位置}
如图~\ref{fig_A_10-24} 所示，让小球从斜面上某一位置滚下，如果小球在运动中受到的摩擦阻力很小，可以忽略不计，你能否预计出小球落在地面上的位置？在你预计的位置上放一个塑料杯子，看看小球滚下时是否落入杯中．
这个实验说明了什么问题？
\begin{figure}[htbp]
    \centering
    \includegraphics{fig/A/10-24.pdf}
    \caption{}\label{fig_A_10-24}
\end{figure}





